赵忠奎
,
李仁志
,
李宇
,
王桂茹
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60200-X
有机催化是催化领域的前沿.在水介质中,以水合肼作为还原剂研究了小分子有机胺催化3-甲基蒽醌-[1,2-c]-异噁唑有氧还原开环反应高效合成1-氨基-2-乙酰基蒽醌,详细考察了不同种类有机胺对异噁唑有氧还原开环反应的催化性能,发现小分子有机伯胺具有很好的还原开环催化性能.在1倍水合肼存在下室温反应3 h,3-甲基蒽醌-[1,2-c]-异噁唑转化率和目标产物1-氨基-2-乙酰基蒽醌选择性均可达到97.2%.产物的分子结构经氢核磁谱和质谱得以确证.此外,提出了小分子有机伯胺催化3-甲基蒽醌-[1,2-c]-异噁唑有氧还原开环反应合成1-氨基-2-乙酰基蒽醌的可能反应机理.
关键词:
有机催化
,
小分子伯胺
,
有氧还原开环
,
1-氨基-2-乙酰基蒽醌
,
绿色化学
熊兴泉
,
陈会新
,
朱荣俊
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60195-9
发展了一种经济、简单的海蛎壳粉负载的CuCl2异相催化剂OSP-CuCl2,用来催化醛-炔-胺之间的A3偶联反应。 OSP-CuCl2 ；容易通过简单的方法从海蛎壳粉以及CuCl2制备,且显示出高的催化活性以及良好的可循环回收性。在微波辅助以及无溶剂条件下,以OSP-CuCl2为催化剂,能够以高产物收率制备出一系列炔胺类化合物。 OSP-CuCl2可通过简单的过滤方式进行回收,并至少可循环使用6次。初步放大实验表明,炔胺类化合物能够以150 mmol的规模制备(87%收率)。
关键词:
炔胺类化合物
,
A3偶联反应
,
海蛎壳废弃物
,
微波辐射
,
绿色化学
刘昌俊
,
李敏悦
,
王嘉琪
,
周昕瞳
,
郭秋婷
,
严金茂
,
李英芝
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61020-8
催化在现代化工生产中正发挥非常重要的作用.在未来催化甚至会扮演更重要的角色.然而,现有的催化剂制备方法会对空气、水和土地造成污染.这些污染主要来源于催化剂制备过程中会用到的各种有害化学品.而且,现有催化剂制备过程耗时长、耗能高、用水量大.这些都不符合绿色化学原则.因此,开展催化剂绿色制备研究十分必要.这一研究的长远目标是避免或者消除催化剂制备过程每一环节产生的污染,降低每一环节的能耗和物耗,缩短制备时间,减少劳动强度.显然,这并不是一个容易达成的目标.因此,朝着上述长远目标的任何进展,无论是小进展还是大进展,都将有助于最终实现催化剂的绿色制备.我们总结了气体放电冷等离子体在催化剂绿色制备方面的最新进展,特别强调了非氢冷等离子体在催化剂制备中的应用.冷等离子体是一种能在室温附近操作的非平衡等离子体,是对气体施加一定电压(数百至上万伏特;具体电压值取决于气体压力)形成的.冷等离子体制备方法可以在少用或者不用有害化学品的基础上,有效减小催化剂粒径、增加催化剂分散度、提高催化剂和载体的相互作用等.这些改进同时能进一步提高催化剂的活性和稳定性.相对于常规热化学制备催化剂,冷等离子体制备的显著区别在于:冷等离子体在室温或者略高于室温条件下操作,可以有效避免热化学方法存在的缺点.冷等离子体方法利用其富含的高能物质(如电子)快速促进催化剂前驱体分解,从而实现催化剂快速成核.由于低温操作,其晶体生长速度受到限制,催化剂分散性得以提高.研究表明,以非氢等离子体作为电子源的室温电子还原能够有效还原贵金属离子.这个过程中既不需要有害化学还原剂也不需要氢还原.这为以热敏材料和化学不稳定物质作为基底的负载型催化剂制备创造了条件.这些热敏材料包括金属有机骨架材料(MOF)、共价有机骨架材料(COF)、高比表面积的碳、多肽、DNA和蛋白质等等.这个室温电子还原还被用于制备能在水面或其它溶液表面上漂浮的催化剂,对发展新型催化剂有很大帮助.此外,使用冷等离子体还可以进行低温模板脱除,以避免高温分解可能出现的烧结问题,在保证催化剂高比表面积的同时获得只有在高温分解才能得到的结构特征.研究表明,可以使用冷等离子体诱发微燃烧以除去炭模板,可以有效减少炭模板法制备氧化物结构材料所需要的化学品.冷等离子体方法在催化剂制备中的应用刚刚开始,尚有大量研究还有待于开展(如多金属氧化物制备等),存在大量研发机会.可以预期,冷等离子体在催化剂绿色制备与应用中将发挥更重要的作用.
关键词:
催化剂制备
,
等离子体
,
绿色化学
,
多孔材料
赵军龙
,
邱骏
,
苟小锋
,
花成文
,
陈邦
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61043-9|
吡唑是含有两个相邻氮原子的五元杂环化合物,因其广泛而优良的生物活性而备受化学家关注。在过去几十年中,药物学和农药学领域对吡唑类衍生物进行了广泛研究。据文献报道,吡唑类衍生物具有镇痛、杀菌、消炎、抗抑郁、抗病毒、抗癌、减肥、降脂、降压和降糖等生物活性。不仅如此,吡唑化合物在有机化学中也非常有用,作为合成构件,在配位化学中被用作多功能配体,也在过渡金属交叉偶联反应和聚合反应中有所应用。近几年研究发现,吡唑类衍生物还可应用于紫外线稳定剂、含能材料和智能材料等领域。因此,探索简便高效的方法合成吡唑类化合物成为研究热点。目前合成吡唑环的方法很多,但多存在溶剂不环保、催化剂毒性大费用高、反应条件苛刻及产率低等缺点。
酞菁是一类具有18电子共轭二维平面芳香体系的大环化合物,与天然卟啉的结构极其相似。二者都易于利用光能进行光化学反应,环内有4个氮原子易与金属原子或离子配位形成金属配合物。研究表明,金属卟啉常作为氧化酶的活性位点而广泛存在于天然体系中,充当氧化还原反应的催化剂。因此,作为其类似物,金属酞菁被用作反应体系催化剂的研究成为热门。此外,金属酞菁具有高的热和化学稳定性,易于制备,无毒无味,可根据反应进行修饰改性等特点,非常适合用作催化剂。
考虑到金属酞菁在催化氧化反应上的良好效果,本文将其应用于催化α,β-不饱和酮与水合肼氧化芳构化反应。选用查尔酮与水合肼作为模板底物对反应条件进行优化。实验发现,使用氯化酞菁铁配合物作催化剂时,在碱存在下,室温下反应即可高效转化为3,5-二取代1H吡唑。在获得的最佳反应条件下拓展了底物范围,发现无论芳香环上的取代基是给电子基团还是吸电子基团,均能顺利地以较高收率得到相应吡唑衍生物。此外,由于氯化酞菁铁在乙醇中并不溶解,因此进行了催化剂回收套用实验。反应完成后,将催化剂过滤并用少量乙醇洗涤,然后以查尔酮与水合肼为反应模板进行催化剂循环实验,发现催化剂回收使用4次后,其催化活性并未降低。最后,对该反应机理进行了探究,在氮气气氛中得到并分离出了反应中间体。在确定了中间体结构后,将其在优化的反应条件下进行反应,也顺利得到了吡唑化合物。结合文献提出了可能的反应机理,即α,β-不饱和酮先与水合肼发生迈克尔加成,然后关环得到吡唑啉化合物,再经由氯化酞菁铁活化空气中氧分子氧化下,得到最终的3,5-二取代1H吡唑化合物。
总而言之,本文发展了一例氯化酞菁铁催化α,β-不饱和酮与水合肼的氧化芳构化反应,以较高收率实现了3,5-二取代吡唑化合物的合成。该方法具有反应条件温和、反应时间短、可循环使用5次、操作简易和利用空气作为氧化剂等优点。
关键词:
氯化酞菁铁
,
芳构化
,
吡唑
,
迈克尔加成
,
可循环催化剂
,
绿色化学
Alireza Sedrpoushan
,
Masoud Heidari
,
Omid Akhavan
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62776-1
合成了纳米尺度氧化石墨烯(NGO)层,用作碳催化剂高效催化苄醇与芳香醛的氧化反应.对于醇氧化反应,当80℃时H2O2存在下,NGOs(20 wt％)可高效催化醇选择性生成醛,其反应速率和产率取决于醇上取代基的性质.对于4-硝基苄醇,反应24 h后,只有10％可转换为相应羧酸.相反,4-甲氧基苄醇和二苯基甲醇分别反应仅9和3h则可完全转化为对应的羧酸和酮.NGO碳催化剂上芳香醛氧化速率高于醇氧化速率.对于所有的醛,采用7 wt％ NGO作催化剂,在70℃反应2-3 h后,就可完全转化为相应羧酸.我们讨论了NGO催化剂结构对苄醇和芳香醛氧化反应影响的可能机理.
关键词:
碳催化剂
,
纳米尺度氧化石墨烯
,
绿色化学
,
氧化
,
无金属催化剂
,
胶体分散
K.Parthasarathy
,
T.Ponpandian
,
C.Praveen
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62812-2
报道了水介质中金催化肌酸酐与不同靛红之间的醛醇缩合反应.该法无需繁杂的溶剂萃取和柱色谱技术,只需简单的过滤即可将产物分离出来,因而操作简单.通过较宽范围的靛红衍生物的反应,均可高产率并完全地制取相应的顺式醛醇缩合产物,因此该法表现出较高的通用性.还将该合成策略进一步拓展至靛红,肌酸酐和丙二腈的串联反应,可高产率、完全的制取反式多组分产物.采用分光光度法测定了合成产物的抗氧化性能,结果表明,与标准物相比,含有卤素原子的三个化合物(2c,2d和2e)表现出最高的活性.
关键词:
肌酸酐
,
金催化
,
绿色化学
,
非对映立体选择性
,
抗氧化剂
